胡鋼 材料學(xué)博士，北京大學(xué)考古文博學(xué)院副教授

    胡鋼：材料學(xué)博士，北京大學(xué)考古文博學(xué)院副教授，主要研究方向?yàn)槲奈锉Ｗo(hù)。講授《文物分析技術(shù)》、《文物材料與保存環(huán)境》等課程，負(fù)責(zé)完成科研項(xiàng)目10多項(xiàng)，發(fā)表研究論文40多篇，獲授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)。

    2014 年，由太原市考古所在太原市天龍山圣壽寺院內(nèi)發(fā)掘出土了一批鐵佛頭，專家初步推測這批佛頭應(yīng)為北朝時(shí)期的文物，被人為銷毀后殘存部分埋于地下。這批造像文物絕大多數(shù)僅剩頭部，唯有一件連有背部。鐵佛頭出土?xí)r破損腐蝕嚴(yán)重，除了在地下埋藏千年之久的緣故，為何這些原本完好的佛像會(huì)大多被毀得僅剩佛首，推測應(yīng)該與歷史上赫赫有名的北周武帝大規(guī)模滅佛運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

    這批鐵質(zhì)佛頭作為一千四百年前的鐵鑄文物實(shí)物，可以提供當(dāng)時(shí)山西地區(qū)甚至北方地區(qū)的鑄鐵工藝及佛像造像等重要信息，更為復(fù)原北周武帝滅佛運(yùn)動(dòng)的具體情況提供了可貴的實(shí)物證據(jù)。天龍山圣壽寺鐵質(zhì)佛頭具有較高的科學(xué)價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值，本工作將基于文物保護(hù)的諸項(xiàng)原則對其進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)，希望可以提取出更多的文物信息，以供更多的研究參考。

    由于鐵本身的性質(zhì)活潑及土壤對鐵器的腐蝕十分明顯，出土鐵質(zhì)文物的保護(hù)和修復(fù)，一直是鐵質(zhì)文物保護(hù)中的難點(diǎn)。埋藏千年以上的鐵質(zhì)文物實(shí)例不可多得，鐵佛頭的保護(hù)修復(fù)工作和進(jìn)一步的研究對文物保護(hù)事業(yè)有著重要的價(jià)值。

    鐵佛頭保存狀態(tài)

    由于埋藏時(shí)間長久，土壤對鐵質(zhì)文物有很強(qiáng)的腐蝕作用，鐵佛頭整體礦化嚴(yán)重，表面完全被被土銹硬結(jié)物、瘤狀物和土塊緊密覆蓋，基本無法辨認(rèn)文物形貌，如圖所示。一開始都未被工作人員辨認(rèn)為文物，誤以為普通的土塊，可見保護(hù)修復(fù)工作的重要性。故在未進(jìn)行初步清理之前，無法獲得更多的文物相關(guān)信息及其病害情況。

佛頭出土?xí)r情況

    文物病害分析

    常規(guī)的文物修復(fù)流程都應(yīng)先對文物進(jìn)行分析檢測和病害描述，再結(jié)合文物的具體病害進(jìn)行針對性的研究和工作安排，選擇合適的具體方法、工具和試劑來完成保護(hù)修復(fù)工作。保護(hù)步驟包括檢測分析、表面清理、脫鹽、緩蝕、封護(hù)五個(gè)步驟。

    但由于出土鐵質(zhì)文物的特殊性，不得不對常規(guī)的工作步驟進(jìn)行調(diào)整和修改。通過對出土鐵佛頭的簡單介紹，可知若不先進(jìn)行初步的表面清理，我們無法獲得文物的更多信息，無法觀察病害、提取樣本檢測分析，更不可能開展任何深入的工作。所以針對大部分出土鐵質(zhì)文物的實(shí)際情況，第一步工作是初步的表面清理。

    對鐵質(zhì)文物進(jìn)行初步的表面清理，使用的工具包括牙刷、 毛刷、 鋼刷、 刻刀、手術(shù)刀、鑿子、電刻筆、潔牙機(jī)、打磨機(jī)等。由于不了解文物的具體情況，所以在去除表面的附土、鐵銹硬結(jié)物、瘤狀物時(shí)，要十分小心仔細(xì)，謹(jǐn)慎的處理。由于文物已礦化嚴(yán)重，有許多部分已開裂容易脫落，一定要仔細(xì)收集，并拍照確認(rèn)脫落位置，以便之后可以修復(fù)還原。

    通過初步的表面清理，還原出土鐵質(zhì)文物的整體面貌，以便進(jìn)全面觀察文物特征及其病害，并制定接下來的保護(hù)修復(fù)工作步驟。

    由于埋藏地下已有千年之多，所有佛頭都通體礦化嚴(yán)重，文物整體強(qiáng)度降低，在清理表面土塊和浮銹時(shí)十分容易導(dǎo)致器物本身開裂或破損，有的部分由于礦化嚴(yán)重，土銹硬結(jié)物與文物本身已緊密結(jié)合為一體，很難清理，導(dǎo)致文物外觀模糊不清，難以界定。此外，鐵佛頭存在嚴(yán)重殘缺問題。五官及發(fā)髻突出部分鮮有保存完整者，大部分佛頭的雙耳都已殘缺不見，鼻梁坍塌情況常見，發(fā)髻多有殘缺。有幾個(gè)佛頭上半部已完全殘缺，僅余一半。鐵佛頭表面仍有大量的瘤狀物、硬結(jié)物，土銹共存，層狀堆積，且硬度很大與文物基體結(jié)合很緊，難以清理。許多部分十分松散，輕輕觸碰便碎裂脫落，裂隙多見，跡斑斑。

    一般而言在進(jìn)行文物保存狀態(tài)認(rèn)知是，需要從文物材質(zhì)、銹蝕產(chǎn)物構(gòu)成、出土環(huán)境情況進(jìn)行分析檢測。對這件保護(hù)修復(fù)的鐵佛頭，主要通過金相顯微鏡，激光拉曼光譜、掃描電子顯微鏡等方法對材質(zhì)和銹蝕產(chǎn)物的構(gòu)成進(jìn)行了科學(xué)分析。這樣更有利于合理的制定針對性的保護(hù)修復(fù)方案。

    處理步驟

    1、表面清理

    由于是直接出土的文物，佛頭表面有大量松散土渣，相對結(jié)合并不牢固，可用毛刷刷除 , 結(jié)合較緊的可沾水潤濕松動(dòng)后剔除。

    除去表面的浮土之后，文物表面上結(jié)合了相當(dāng)厚的土銹硬結(jié)物、瘤狀物、層狀堆積等。由于年代久遠(yuǎn)，文物本體礦化嚴(yán)重，故硬結(jié)物等與文物基體結(jié)合程度相對緊密。

    使用刻刀、手術(shù)刀、潔牙機(jī)、電磨刷、電刻筆等工具，根據(jù)不同位置的具體情況，小心剔除。文物基體存在鐵芯，故硬度較高，附著物相對硬度較低，故先用刻刀和手術(shù)刀小心清除大塊的、易脫落的附著物。結(jié)合緊密的，用電刻筆震動(dòng)，使其松動(dòng)再用刻刀剔除。接近五官等精心部位，使用潔牙機(jī)小心打磨，除去銹蝕。

    有些銹蝕十分牢固，可用棉花浸濕低濃度的草酸或醋酸敷在銹蝕表面，經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)后銹蝕溶解松動(dòng)，再用工具剔除。敷酸處及時(shí)用清水清洗避免腐蝕文物基體。

表面清理后的鐵佛頭

    2、加固與粘接

    在清理過程中，由于文物礦化嚴(yán)重，本身有許多裂隙，小塊的開裂部分很容易脫落。使用 AB 型環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行粘接工作，強(qiáng)度適當(dāng)。調(diào)和適量的 AB 膠，用牙簽均勻涂抹于粘接位置，對準(zhǔn)后進(jìn)行粘接，放置 1-3h 即可。殘留在文物表面的可見余膠可以用用磨具打磨掉。

    佛頭存在開裂的情況，輕微觸動(dòng)既有碎裂風(fēng)險(xiǎn)，故決定對其進(jìn)行滲透加固。選用 502 黏接劑，向縫隙處灌注，待風(fēng)干后既可。502 膠流動(dòng)性較好，滲透加固速率較快。流至表面凝結(jié)的余膠用丙酮可輕易擦去，具有可逆性。

    3、脫鹽

    以氯離子為代表無機(jī)鹽份的存在對鐵器的保護(hù)危害十分大，會(huì)造成鐵器進(jìn)一步的腐蝕。故對鐵器的脫鹽處理是保護(hù)工作中非常重要的一環(huán)。

    本工作采用紙漿脫鹽技術(shù)，將生宣紙撕碎，用去離子水淘洗，制成紙漿。再用去離子水反復(fù)淘洗，用電導(dǎo)率儀測量電導(dǎo)率來反應(yīng)離子濃度，當(dāng)其洗脫水電導(dǎo)率低于 50μS/cm 便認(rèn)為符合要求。將紙漿均勻敷一層在佛頭表面，放入50℃恒溫干燥烘箱。帶紙漿干燥后，去除紙層，既完成一次脫鹽操作。

    4、緩蝕

    鐵器文物受限于鐵本身的化學(xué)性質(zhì)，表面極易氧化并不斷深入腐蝕，不利于文物的保存。所以鐵質(zhì)文物的表面緩蝕處理十分關(guān)鍵。一般選用無機(jī)化學(xué)試劑進(jìn)行緩蝕處理，常用的試劑有單寧（鞣酸）、鉬酸鈉、硅酸鈉等。

    本次保護(hù)工作選用的緩蝕劑為單寧，配制 1% 的單寧溶液，用涂刷均勻的刷在佛頭表面。鞣酸與鐵反應(yīng)附著在文物表面，延緩進(jìn)一步的腐蝕，但同時(shí)也會(huì)一定程度的改變顏色，使鐵器呈現(xiàn)更深的顏色。如果使用的量稍過多，會(huì)略呈現(xiàn)紫黑色。故在使用單寧對文物進(jìn)行緩蝕處理后，若文物表面顏色不夠均勻，可使用打磨機(jī)輕輕處理文物表面，即可打掉多余的緩蝕膜。均勻緩蝕過的佛頭呈現(xiàn)古樸厚重的鐵器質(zhì)感，效果較好。

    5、封護(hù)

    雖然進(jìn)行了緩蝕，但鐵器表面暴露在空氣環(huán)境中，接觸氧氣、水蒸氣等，仍易引發(fā)腐蝕，故對鐵質(zhì)文物的保護(hù)工作最后一步要進(jìn)行封護(hù)處理。封護(hù)處理的原理是使用天然或合成的有機(jī)高分子材料對文物表面進(jìn)行封護(hù)，形成一層均勻的分子膜，以隔絕水蒸氣、氧氣等大氣腐蝕因子。

    本次工作的封護(hù)步驟選用的材料是微晶石蠟。選擇松節(jié)油作為溶劑，并加熱到 50-60℃，使石蠟均勻溶解。用毛刷將石蠟溶液涂抹在佛頭表面，同時(shí)用吹風(fēng)機(jī)加熱，將文物表面的石蠟涂抹均勻，避免蠟層太厚，反光太明顯。用吹風(fēng)機(jī)稍稍加熱使蠟層稍稍融化，用刷子沾極細(xì)的鐵銹粉涂刷在佛頭表面上有明顯反光處進(jìn)行做舊處理，消除眩光。

    小結(jié)

    通過本次保護(hù)與修復(fù)工作后，鐵佛頭文物的保存情況得到了很大的改善，表面的附著物基本清理干凈，裂隙得到了加固，松散脫落部位進(jìn)行了黏接，進(jìn)行了脫鹽、緩蝕、封護(hù)處理，基本保證文物在一般館藏陳列環(huán)境中的盡可能的延緩腐蝕的要求。保護(hù)修復(fù)處理使鐵佛頭基本呈現(xiàn)出了應(yīng)有的形貌，雖然多有殘缺，五官也各有損毀，但仍是十分珍貴的實(shí)物資料，對還原北朝時(shí)期的佛像造型藝術(shù)有十分重要的意義。同時(shí)，通過損毀的佛頭也可方便的觀察到佛頭內(nèi)部的構(gòu)造，對其鑄造工藝也有十分重要的研究價(jià)值。